Strahlenschutz für Mensch und Umwelt - LMU
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Fachverband für Strahlenschutz e.V. Mitgliedsgesellschaft der International Radiation Protection Association (IRPA) für die Bundesrepublik Deutschland und die Schweiz
Publikationsreihe FORTSCHRITTE IM STRAHLENSCHUTZ
Publication Series PROGRESS IN RADIATION PROTECTION
^y^S-91-55-T ISSN 1013-4506
Strahlenschutz für Mensch und Umwelt 25 Jahre Fachverband
für Strahlenschutz
Band I
Jubiläumstagung
Aachen, 30. September-3. Oktober 1991
Bandherausgeber: H. Jacobs, H. Bonka
Verlag TÜV Rheinland
Nummer INHALTSVERZEICHNIS Seite
BAND I
Plenarsitzungen Rückblick, Stand, Ausblick
1 Strahlenschutz in Deutschland - Gedanken und Erinnerungen 1 K. Aurand
2 Die ersten 25 Jahre des Fachverbandes für Strahlenschutz 9 W. Hunzinger
3 Radiation Protection as an International Profession 28 J.R.A. Lakey
4 Strahlenwirkung auf Gen und Sorna aus der Sicht der Strahlenbiologie und des Strahlenschutzes 34 H. Fritz-Niggli
5 Krebsmortalität in Hiroshima und Nagasaki - Zur Neubewertung der Strahlenrisiken - 47 A. M . Kellerer
6 Epidemiologische Untersuchungen nach natürlichen und beruflichen Strahlenexpositionen. - Ist das Risiko meßbar ? 63 C. Streffer
7 Strahlenschutzkonzepte: Ein Vorbild für den Umweltschutz ? 72 W. Jacobi
8 Die Vereinigung für Strahlenforschung und Strahlenschutz 84 B. Dörschel, W. Kraus
9 Frühe Anwendung von Ζ = 92 (Uran) 85 A. Brummeisl, G. Lieckfeld, P. Schöffl, A. Schöpf, R. J. Schwankner
10 Lebensmittelbestrahlung - nur ein psychologisches Problem ? 96 H.J. Zehnder
11 Radioaktivitätsmessungen in der Sowjetunion -Das Meßprogramm des Bundesumweltministers 108 R. Hille, H. Braun
12 ICRP-Empfehlungen: Gegenwart und Ausblick 117 S. Prgtre
13 Strahlenschutz und europäischer Binnenmarkt 118 H. Eriskat
14 Derzeitige Arbeitsschwerpunkte und zukünftige Aufgaben des Strahlenschutzes aus der Sicht des Bundesamtes für Strahlenschutz 127 A. Kaul
15 Zukünftige Schwerpunkte des Fachverbandes für Strahlenschutz 143 J. Narrog
VI I
Nummer Seite
Sitzungen A 1 - A 5 Strahlenschutz der Bevölkerung
Immissionsü'berwachung
16 Der Arbeitskreis Umweltüberwachung im Fachverband für Strahlenschutz e.V. 149 M . Winter
17 Die Chronik der Immissionsüberwachung mit Aerosolmeßgeräten 156 E. Frenzel, W . Kiesewetter
18 Erfahrungen mit mobilen Dosisleistungsmeßstellen in der Umgebungsüberwachung kerntechnischer Anlagen 163 H.C. Salfeld, R. Düren, W. Mues, R. Karmann, K. Kirchhoff
19 Schnellmethoden zur Analyse von Alphastrahlern in Umweltproben 169 R. Winkler, E. Frenzel, H. Rühle, J. Steiner
20 Testing of a rapid technique for isolating Strontium from liquid milk by sequential extraction with a chelating resin and a crown ether followed by simultaneous determination of Sr-89 and Sr-90 by liquid scintillation spektrometry 176 D. Tait, A. Wiechen
21 Computer assisted evaluation of activities of Sr-89 and Sr-90 from a single liquid scintillation spectrum 182 G. Haase, D. Tait, A. Wiechen
22 Schutz der Schweizer Bevölkerung bei radiologischen Störfällen: Dosis-Maßnahmen-Konzept und Einsatzorganisation Radioaktivität 188 H. Brunner
23 Messen, Auswerten und Bewerten im Integrierten Mess- und Informationssystem für die Überwachung der Umweltradioaktivität (IMIS) 194 A. Bayer, D. Noßke, J. Burkhardt, A. Löbke-Reinl, M . Werner
24 Programmsystem zur Abschätzung und Begrenzung radiologischer Konsequenzen (PARK) 200 J. Gregor, P. Jacob
Ausbreitung in Ökosystemen
25 Ermittlung von Ausbreitungsbedingungen mit Hilfe von Windkanalversuchen bei Vorliegen von Störeinflüssen im Rahmen von Umgebungsbelastungsrechnungen 206 A . - M . Rail, K . - H . Lehmann
26 Einbindung von Windkanalversuchen und Lagrange'schem Ausbreitungsmodell in die Einsatzplanung bei aktuellen Freisetzungen 212 W.J. Müller, A. Lohmeyer, M . Schatzmann, L. Janicke, C. Salfeld
VII I
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27 Ausbreitungsuntersuchungen in nichtebenem Gelände 218 K. Heinemann
28 Berücksichtigung der Einflüsse komplexer Geländestrukturen im Gauss'schen Dispersionsmodell 224 B. Bachmann, V. Hermberger
29 Bodenkonzentrationen und Boden-Pflanzentransferfaktoren natürlicher Radionuklide aus der Thoriumzerfallsreihe in einem Gebiet mit hohem Thoriumgehalt des Bodens 229 R. Schupfner, H. Schüttelkopf, A. Müller
30 Experimentelle Bestimmung des Washout- und Snowout-Koeffizienten für aerosolgebundene Radionuklide und Vergleich mit Rechenergebnissen 235 H. Sparmacher, K. Fülber, H. Bonka
31 Radiocäsium in Waldökosystemen 1987 - 1990 241 U . Fielitz
32 Transferprozesse von Cäsium-Radionukliden in Wald-Ökosystemen 247 G. Zibold, J. Drissner, W. Erb, Th. Herrmann, M . Hund, G. Lindner, H J . Schodlock, Ch. Wilhelm, J. Wolf
33 Minimale Compartment-Modelle zur Beschreibung des Jod- und Cäsium-Transfers über den Gras-Kuh-Milch-Pfad 253 G. Kirchner
34 Verteilung von schwerflüchtigen Radionukliden mit dem Fallout vom Kernreaktor-Unfall in Tschernobyl 259 G. Lindner, S. Kaminski, B. Schell, H.-J. Schodlock, U. Wahl, Ch. Wilhelm
35 In der Bundesrepublik Deutschland durch den Unfall in Tschernobyl abgelagerte Cs 134- und Cs 137-Aktivität 265 H. Bonka
36 Entfernungs- und Akkumulationsprozesse von Cäsium-Radionukliden in Seen des Voralpengebietes 271 G. Lindner, I . Greiner, R. Grom, K. Hain, M . Ibler, S. Kaminski, J. Kleiner, W. Pfeiffer, J. Robbins, 0. Seewald, Ch. Willlelm, M . Wunderer
37 Auswirkung des Reaktorunfalls von Tschernobyl auf Oberbayerische Seen: Compartment-Modellrechnung 277 K. Hübel, W. Sänger, J. Litzke
38 Ausbreitung von Radionukliden und Strahlenexposition nach Auslaugung einer erstarrten Kernmaterial-Beton-Schmelze durch Grundwasser 283 A. Bayer, W. Tromm, I . Al-Omari
39 Ableitung radioaktiv kontaminierter Abwässer aus kerntechnischen Anlagen in kommunale Kanalsysteme, Expositionspfade f ü r Beschäftigte und die Bevölkerung 289 R. Metzke, K . - H . Lehmann
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Natürliche und zivilisatorisch bedingte Umweltradioaktivität
40 Radiologische Erfassung, Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten 291 E. Ettenhuber, W. Röhnsch
41 Messung von Radon und Radonfolgeprodukten in Luft 298 W . Ulimann
42 " Pre-existing " Expositionssituationen durch natürliche Radionuklide 304 S. Przyborowski
43 Der Arbeitskreis Uranbergbau und radioaktive Altlasten (AKURA) 310 E. Ettenhuber
44 Die Strahlenexposition durch Radon und Radon-Folgeprodukte in Gebäuden der Bergbaugebiete in Sachsen und Thüringen und eine Analyse der Ursachen 313 R. Czarwinski, R. Lehmann
45 Untersuchungen in " high radon areas " in Deutschland 324 G. Keller, M . Schütz
46 Langfristige Radonausbreitung aus Großquellen und deren meßtechnische Erfassung 330 J. Schmitz, M . Urban, H. Kiefer
47 Radon-Messungen in Schweizer Wohnhäusern 338 H . Völkle, B. Sturny, F. Steffes, P.-A. Tercier, R. Truffer, M . Schnyder, Ch. Johner
48 Die geogene Radonkonzentration in Gebäuden der neuen Bundesländer 344 R. Lehmann, R. Czarwinski
49 Experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung des Gleichgewichtsfaktors zwischen Radon-222 und seinen Folgenukliden in Wohnräumen 354 E. Weinbrecht, K . - H . Folkerts, R. Grillmaier
50 Langzeit-Beobachtung des Radon-Pegels in Gebäuden: Ergebnisse, Beobachtungen und Kommentare zur Sanierung 359 V. Genrich
Emissionsüberwachung
51 Kernreaktor-Fernüberwachungs-geeignete Emissionsüberwachung bei Druckentlastung des Sicherheitsbehälters 365 D.E. Becker, K.D. Wünsch, H. Starke
52 Probennahme bei auslegungsüberschreitenden Störfällen 371 C.-D. Schegk, D. Telschow, L . Labno
53 KFÜ-Instrumentierung mit hochauflösender Gamma-Spektroskopie im On-Line Betrieb 377 H.C. Salfeld, G. Roth
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54 Fehlerabschätzungen bei der Emissionsüberwachung kerntechnischer Anlagen 383 H. Korn, J. Kühne
55 Aerosolmonitor FHT 59 Si: On-Line Monitor zur simultanen Überwachung aerosolgebundener künstlicher Alpha- und Bethastrahler 389 A. Gagel, M . Iwatschenko-Borho, B. Hofmann, R. Low, K. Buijs, J.P. Servranckx, P. Burger, G. Wagner, E. Frenzel
56 PC-gestützte Meßwertdarstellung für kontinuierlich arbeitende Monitore 395 M . Iwatschenko-Borho
57 Vernetzungskonzept der Emissions- und Prozeßüberwachung in kerntechnischen Anlagen 401 L. Hornung, H.P. Wichmann, M . Schloß
Sitzungen Β 1 - Β 4 Nichtionisierende Strahlung
58 Nichtionisierende Strahlung 407 P.G. Fischer
59 Wirkung niederfrequenter Magnetfelder auf den Menschen 416 I . Ruppe, S. Eggert, S. Goltz, D. Bräuer
60 Amplituden- und Frequenzfenster der biologischen Wirkungen elektrischer und magnetischer ELF-Felder 422 N . Leitgeb
61 Finite element analysis of low frequency electric and magnetic fields in power systems 428 W. Mees, R. Belmans, W. Gey sen, E. Freeman
62 Einfluß eines homogenen statischen Magnetfeldes auf d?ie Poly-ADP-Ribosylation von Plasma- und Nukleoproteinen menschlicher Nieren-Tl-Zellen 434 F.H.A. Schneeweiss, F. Xia, R.N. Sharan, L.E. Feinendegen
63 Wirkung homogener, statischer Magnetfelder auf biologische Systeme - Nutzen oder Risiko 439 L.E. Feinendegen, K . I . Altman, H. Mühlensiepen, H.-P. Peterson, F. Schneeweiß, K . - H . v. Wangenheim
64 Wirkung homogener, statischer Magnetfelder auf L929 Zellen 445 H. Trepels-Beeck, S. Wirtz, H. Mühlensiepen, L.E. Feimendegen
65 Vergleich von Feldmeßgeräten zur Messung niederfrequenter elektrischer und magnetischer Felder 450 W. Hadrian, F. Hofbauer, R. Jobst
X I
Schutz der Bevölkerung vor elektromagnetischen Feldern im Alltag : 1. Wissenschaftliche Grundlagen zur Festlegung von Immissionsgrenzwerten J.H. Bernhardt, R. Matthes
Das Verhalten elektronischer Implantate im elektrischen 50-Hz-Feld E. David, G. Platzer, J. Reißenweber, M . Pfotenhauer, D. Peier, H. Hirsch, H. Senftieben
Sicherheitsaspekte bei der Kernspintomographie F. Wolf
Schutz der Bevölkerung vor elektromagnetischen Feldern im Alltag : 2. Ergebnisse epidemiologischer Studien B. Grosche, J.H. Bernhardt, H . Jahraus
Sicherheit von Personen mit implantierten Herzschrittmachern in elektromagnetischen Feldern V. Hansen, X. Xu, H.-J. Meckelburg
Absorption im Nahfeld aktiver Antennen und passiver resonanter Strukturen oberhalb 300 MHz N . Küster
Elektrische und magnetische Felder I . - Grenzwerte und internationale Normung -N. Krause 2. - Felder in Umwelt und Industrie -N . Krause
Internationale Aktivitäten auf dem Gebiet des Schutzes vor nichtionisierenden Strahlen J.H. Bernhardt
Einwirkung von Infraschall auf den Menschen R. Borgmann
Ultaschall - Sicherheit in der Medizin K. Brendel
Infrarotstrahlung - Wirkungen, Grenzwerte, Schutzmaßnahmen H. Siekmann
Lichteinwirkungen auf die Nachbarschaft und Allgemeinheit: Messung und Beurteilung H.M. Müller
Ultraviolettstrahlung, Risiken und Schutzmaßnahmen H. Jossen
Schutz vor Laserstrahlung: Eine Aufgabe für den Arbeitsschutz H. Brüggemeyer
Las er Strahlung: Aus der Laser-Blattsammlung des AK-NIR Th. Siewert, H. Brüggemeyer
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82 Erfahrungen bei Prüfungen von Discolasern 568 S. Stockfleth, P.G. Fischer
83 Laser und UV-Strahlung - Sicherheitsüberwachung - 572 D. St ehr
84 Strahlung an Bildschirmgeräten 578 W . Anderl, K. Giesen
BAND Π
Sitzungen C 1 - C 2 Strahlenschutz am Arbeitsplatz
85 Neuere Tendenzen im radiologischen Arbeitsschutz 585 H.-J. Hardt
86 Radiation Protection Legislation in the Nordic Countries 600 L . Persson
87 Die Novellierung der Strahlenschutzverordnung - Auswirkungen auf die betriebliche Praxis in Kernkraftwerken - 606 J. Hesse, D. Mertin, W . Mohrmann, L . Bergemann, H. Steinberger
88 Technische und organisatorische Massnahmen zur Minimierung der Strahlenbelastung des Personals in einem großen Kernkraftwerk 612 N . Eickelpasch, R. Seepolt, M . Lasch
89 Aus der Praxis - für die Praxis: Organisatorische Fragen bei Tätigkeiten in fremden kerntechnischen Anlagen und Einrichtungen gemäß §20 Strahlenschutzverordnung 618 S. Vogt
90 Lagerung von radioaktiven Stoffen und ihre Risiken 624 H . Schällibaum, Th. Lauffenburger, H. Jossen
91 Umschlossene radioaktive Stoffe; Konzepte, Erfahrungen, (Schein-?)Probleme 627 H . Kowalewsky
92 Welche Auswirkungen hat die novellierte Röntgenverordnung auf die Strahlenexposition des Patienten und des Personals in der Medizin ? 635 K. Ewen
93 Occupational and medical exposures in Brazil 639 A . M . Campos de Araujo, P.G. Cunha, G. Drexler, L. Vinhas
94 Medical radiation exposures of patients: variations between countries 645 J. Valentin
X I I I
Ionisierende Strahlen: Expositionen - Überwachung - Beruf - Erkrankung Konvergenz oder Divergenz? P.-J. Jansing, A. Meyer-Falcke
Bestrahlung der Arbeiter radiotherapeutischer Arbeitsplätze bei der Brachytherapie M . Mikusova, H . Zackova, V. Klener, A. Drabkova
Strahlenbelastung durch Radon an Arbeitsplätzen außerhalb des Brennstoffkreislaufes J. Schmitz, R. Fritsche
Activity size distribution of the radon daughters aerosol in mines and tourist caves J. Porstendörfer, G. Butterweck, A. Reineking, J. Kesten
Sitzungen D 1 - D 2 Kontamination und Dekontamination
Der Arbeitskreis Dekontamination (AKK) im Fachverband für Strahlenschutz K.J. Traub
Rückstandsfreie bzw. -arme Strahlverfahren zur Dekontamination metallischer Komponenten A. Steringer, A. Krakowski, H. Kratz, T. Moser, M . Suchowitz
Empfehlungen zur Personendekontamination G. Heinemann, H . Pf ob
Produkte zur Labor- und Personendekontamination K. Henning, H . Vogt
Wirkungsgrad von Kontaminationsmonitoren M . Heinzelmann, M . Hoffmeister
Aktivitätsbestimmung kontaminierter Wäschestücke, Laborabfälle und Werkzeugteile R. Lin, L . Hornung, G. Rupp
Meßtechnische Voraussetzungen zur schnellen Auffindung und Bergung "heißer" Trümmer-Fragmente im Zusammenhang mit dem Absturz von nuklear bestückten Satelliten V. Genrich
Suchgerät für radioaktive Partikel M . Heinzelmann, H. Schüren
Einrichtung und Betrieb von Notfallstationen im Rahmen des Katastrophenschutzes in der Umgebung kerntechnischer Anlagen M . Griesbach, H . Miska
Nummer Seite
Sitzungen Ε 1 - Ε 3 Äußere Strahlenexposition
108 Der Arbeitskreis "Dosismessung externer Strahlung" im Fachverband für Strahlenschutz 727 W.G. Alberts, Ε. Piesch
109 Stand der Technik in der Photonendosimetrie 736 K. Hohlfeld, P. Ambrosi, U . Lauterbach, B. Burgkhardt, E. Piesch, J. David
110 Intelligente Sonde FHZ 601 Α für die Ortsdosimetrie 746 B. Hofmann, H. Faatz, J. Frowein, H. Schleicher, S. Allers, A. Wicke
111 30 Jahre TLD an der TU Dresden 752 K. Hübner, J. Fellinger, T. Hahn, P. Schmidt
112 Ausgewählte Ergebnisse dosimetrischer Untersuchungen an Bord sowjetischer Raumflugkörper der "KOSMOS"-Serie 758 P. Schmidt, J. Fellinger, K. Hübner
113 Neue Äquivalentdosismeßgrößen und ihre Einführung in die Praxis 764 G. Dietze, W. Alberts, C. Wernli, W. W i l l
114 Fortschritte auf dem Gebiet der Dosimetrie für Strahlung geringer Eindringtiefe 774 E. Piesch, J. Böhm, B. Burgkhardt, M . Heinzelmann, J. Fellinger, K . - H . Ritzenhoff
115 Einsatz von Proportionalzählrohren in tragbaren Dosisleistungsmessern 784 H. Schlösser, H. Faatz
116 Eigenschaften von LiF:Mg,Cu,P-Tl-Detektoren für die Umgebungsüberwachung 789 K. Prokert, N.A. Karpov, J. Fellinger
117 Linearkombination von Filmfilterkurven für praxisnahe Photonen-Energiebereiche 794 E. Börner, J. David, H. Schraube
118 Probleme der Beta-Dosimetrie in Kernkraftwerken 800 J. Fellinger
119 Ein Verfahren zur Ermittlung der Hautdosis in Beta/Gamma-Strahlungsfeidern mittels eines dicken Thermolumineszenzdetektors 806 P. Sahre, W. Roßbander
120 Stand der Meßtechnik in der Neutronendosimetrie 812 B. Dörschel, W.G. Alberts, Η. Klein, Ε. Piesch, P. Pihet, Η. Schraube
121 Tendenzen und Grenzen der Neutronenpersonendosimetrie bei Energien im MeV-Bereich 822 M . Höfert
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122 Berechnung der Neutronen-Empfindlichkeit für LiF-Thermoluminenszenzdetektoren T. Hahn, J. Henniger, K. Hübner
123 MOS-Sensoren zum Nachweis von Neutronen und hochenergetischer Photonenstrahlung G. Streubel, J. Reinhard, K. Kadner, B. Dörschel
124 Vergleich von berechneten und gemessenen Neutronen-Empfindlichkeiten eines Elektret-Albedodosimeters H. Seifert, B. Dörschel, J. Pawelke
125 Neutronenblasendetektoren - Zählrohre Vergleichende Messungen mit schnellen Neutronen W . Rosenstock, J. Schulze, H. -L . Kronholz
126 Kalibrierung und Prüfung von Ortsdosisleistungsmessern für Neutronen H. Kluge, H . Seifert
Sitzungen F 1 - F 2 Innere Strahlenexposition
127 Der Arbeitskreis Inkorporations-Überwachung im Fachverband für Strahlenschutz 861 H. Schieferdecker, K. Henrichs
128 Auswertung von Inkorporationsmessungen mit dem Ganzkörperzähler 863 U . Wellner
129 Direktmessung in der Routineüberwachung bei Siemens, Brennelementewerk Hanau R. Sommer-Ballat
869
130 Ganzkörperzähler mit Halbleiterdetektoren K . - D . Keller, H. Doerfel, W. Müller-Schauenburg, U. Feine
875
131 Direktmessung von Am-241 mit Phoswich- und Germanium-Detektoren H. Doerfel, U . Mohr, T. Reddmann, A. Zieger
876
132 Überwachung der Schilddrüsenaktivität in der Schweiz - Methode und Kalibrierung -
J.-F. Valley, A. Besancon, J. Berlie, P. Lerch 881
133 Vergleichsmessungen als Qualitätskontrolle der Direktbestimmung der Körperaktivität E. Werner, P. Roth, Ch. Hansen, R. Kunkel, K. König
887
134 Probleme bei der Interpretation von Inkorporationsdaten markierter organischer C-14-Verbindungen P. Sahre
893
XVI
Nummer Seite
135 Bestimmung der Folgeäquivalentdosis nach einer Plutonium/Americium-Wundkontamination 899 H. Doerfel
136 Dosis-Ermittlung nach einer Pu/Am-Wundkontamination 905 K. Henrichs
137 Novellierung der Richtlinie zur physikalischen Strahlenschutz-Kontrolle: Innere Exposition 909 W. Bentele, D. Beyer, H. Dilger, H. Erlenbach, K. Henrichs, W. Riedel, W . Roth, R. Scheler, W. Wagner, H. Zeising
138 Messung der Cs 134 sowie Cs 137-Aktivität bei erwachsenen Personen aus Aachen nach dem Kernreaktorunfall in Tschernobyl 920 R. Kreh, H . Bonka
139 Fallstudie einer Xe-133-Inhalation 926 P. Sahre, K. Thieme, E. Müller
Sitzungen G 1 - G 2 Entsorgung
140 Der Arbeitskreis Entsorgung im Fachverband für Strahlenschutz -Zielsetzung und Tätigkeiten 933 G. G. Eigenwillig
141 Problematik der Festlegung von Aktivitätsgrenzwerten für schwach radioaktiv kontaminierte Abfälle 943 M.K. Müller-Neumann
142 Anforderungen an die Erfassung und Sammlung schwach kontaminierter radioaktiver Abfälle und ihre konventionelle Beseitigung 949 Th. Bünger, I . Gans, H. Rühle
143 Aktivitätsfluß eines modernen Kohlekraftwerks 955 D.E. Becker, A. Rohrer
144 Strahlenexposition der Bevölkerung durch die Verwertung von Reststoffen 961 R. Graf, R. Görtz
145 Entsorgungskonzept für Abfälle aus dem Umgang mit radioaktiven Stoffen aus Medizin und Forschung 967 H. -J. Reinecke
146 Endlagerungsanforderungen: Aspekte der Realisierung der Schutzziele am Beispiel Konrad 973 D. Ehrlich ,Η.Ρ. Berg, A. Wohanka
147 Konzept zur und Erfahrungen bei der Entsorgung der Anwender der Atomenergie in der ehemaligen DDR von radioaktiven Abfällen 979 D. Zappe
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Nummer Seite
148 Verfahren zur Entsorgung verbrauchter Steuerelemente und Brennelementkästen aus Siedewasserreaktoren 980 E. Gidarakos, W . Spalthoff
149 Die Frage des radioaktiven Abfalles in Ungarn 986 E. Viragh
150 Bergung von Co-60-Bestrahlungsquellen aus Trinkwasserbrunnen 991 R. Bartels
Sitzung Η 1 Ausbildung
151 Arbeitskreis Ausbildung (FS AKA) 995 R. Spiess
152 Kritische Gedanken zur Strahlenschutzausbildung 999 H.G. Vogt
153 Kritische Anmerkungen zu den neuen Strahlenschutzvorschriften 1000 H. Lenne, B.U. Edelmann, J. Steuer
154 Strahlenschutzausbildung in der industriellen Radiografie 1005 B. Sölter, H.-J. Sy
155 Strahlenschutzausbildung von Klinikingenieuren an der T H Ilmenau/Thüringen 1009 A. Keller, G. Henning, B. Menzel, J. Steuer
156 Das Studium an der Berufsakademie Karlsruhe zum Dipl.-Ing. (BA) in der Fachrichtung Umwelt- und Strahlenschutz 1014 W . Kraut, H . Schweizer
Sitzung I 1 Strahlenwirkung
157 Risiko im Strahlenschutz - Probleme bei der Grenzwertableitung der neuen ICRP-Empfehlungen 1017 M . Schmidt
158 Strahlungshormesis des Krebses 1023 K . - H . Weber
159 Anpassungsreaktionen bestrahlter Zellen im Gewebe 1029 L.E. Feinendegen, H. Mühlensiepen, K . I . Altman, J. Booz
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160 Wirkungen niedriger Gamma-Ganzkörperstrahlendosen auf die Aktivität der Acethylcholinesterase in Knochenmarkzellen der Maus 1036 S. Stegemann, H. Mühlensiepen, A. Fixmann, K . I . Altman, L . E. Feinendegen
161 Bedeutung der intrazellulären Glutathionkonzentration für die Reaktion der Thymidinkinase auf kleine Strahlendosen 1040 H. Mühlensiepen, U. Hennesen, L.E. Feinendegen
162 Langzeit-Spätfolgen nach Injektionen von Radium 224 1044 E. Eder, J.P. Scharff, H. Spiess
163 Sterben Einwohner von Häusern mit extrem hohen Radonkonzentrationen im Keller tatsächlich früher ? Fallstudie Weißenstadt 1700 bis 1950 1052 K. Ott, B. Sansoni
Sitzung J 1 Nachweisgrenzen
164 Nachweisgrenzen und statistische Meßwertaufbereitung 1061 K. Kirchhoff
165 Nachweis- und Erkennungsgrenzen bei spekrometrischen Kernstrahlungsmessungen 1070 L. Baringhaus, O. Mende, R. Michel, C.D. Wüneke, H. Zimmermann
166 Die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Anzeige bei Ratemetern 1076 K. Weise
167 Untersuchungen zur Festlegung von Nachweis- und Erkennungsgrenzen bei Kernstrahlungsmessungen mit Berücksichtigung der Probenbehandlung 1082 L . Baringhaus, O. Mende, R. Michel, C.D. Wüneke, H. liimmermann
168 Verzögerungsarme Strahlungs- und Aktivitätsüberwachung durch informationsschonende und fehlerminimierend integrierende Filterung der stochastischen Detektorsignale 1088 H. Borst
169 Neumessung der Gamma-Intensitäten von 234m p a a | s Zerfallsprodukt des 238 υ !094 Κ. Siemon, R.A. Esterlund, M. Knaack, J. vanAarle, W. Westmeier, P. Patzelt
Autorenverzeichnis 1101
Sachverzeichnis 1105
XIX
KREBSMORTALITÄT IN HIROSHIMA UND N A G A S A K I
- Zur Neubewertung der Strahlenrisiken -
CANCER MORTALITY IN HIROSHIMA AND NAGASAKI
- The New Assessment of Radiation Risks -
A.M.Kellerer,
Strahlenbiologisches Institut der Ludwig-Maximilians-Universität, München und
Institut für Strahlenbiologie der GSF, Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit.
Zusammenfassung:
ICRP hat 1977 zum ersten Mal Risikokoeffizienten für strahlcninduzierte Krebsmortalität angegeben. Diese Zahlen stützen sich vor allem auf die Beobachtungen an den Atombomben-Überlebenden. Durch die Revision der Atombombcn-Dosimetric und die Weiterführung der Beobachtungen bis zum Jahr 1985 ergaben sich erhöhte Risikoschätzungen. Ihre Zahlenwerte und die Ursachen für die Änderung werden diskutiert. Die Risikoschätzungen für die in jungem Alter Bestrahlten sind noch unsicher. Die neuen Empfehlungen der ICRP basieren auf Berechnungen, die sich aus dem Modell des relativen Risikos ergeben, das im Widerspruch steht zu dem beobachteten Trend abnehmender Proportionalitätsfaktoren des Exzeßrisikos mit zunehmender Zeit nach Bestrahlung. Ein modifiziertes Modell des relativen Risikos, bei dem die Proportionalitätsfaktoren nur vom erreichten Alter abhängen, führt für Bestrahlungen im Alter von weniger als 30 Jahren zu deutlich geringeren Projektionen in die Zukunft. Gcmittclt über alle Altersstufen erhält man Risikowertc, die etwa halb so hoch sind wie die Schätzungen der ICRP. Mit dem modifizierten Modell erhält man ohne den hypothetischen Reduktionsfaktor zur Extrapolation auf kleine Dosen etwa die gleichen Risikokoeffizienten, wie sie von ICRP angegeben werden.
Abstract:
ICRP has, first in 1977, given the numerical risk estimates for radiation induced cancer mortality. They were largely based on the results of the epidemiological follow-up of the atomic bomb survivers. The revision of the atomic bomb dosimetry and the extension of the follow-up to the year 1985 have led to substantially increased risk estimates. The new values and the reasons for the change arc discussed. The excess risks for those who were exposed at young age are still uncertain. ICRP bases its recent recommendations on a relative risk model where the relative excess rates depend on dose and on age at exposure. This model leads to high projected risk estimates for those exposed in young age. However, it conflicts with the observation that the relative rates decrease in the younger cohorts with time after exposure. A modified relative risk model where the relative excess rates depend on age attained is in better agreement with the observations. It leads to substantially smaller projected risks for those exposed before age 30. Averaging over of all ages leads to risk estimates that are lower by a factor 2 than current assumptions. Abandoning the hypothetical dose reduction factor one obtains from the modified model the same risk estimates for cancer mortality, except leukemia, as they arc given by ICRP.
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1. Vorbemerkung.
Die möglichen Risiken der Strahlcnexposition stehen so sehr im Brennpunkt öffentlicher
Auseinandersetzung, daß es angebracht ist, das Tagesgeschehen vor dem Hintergrund der größeren
Entwicklung zu betrachten. Hier aber zeigt sich ein erstaunlicher Wandel von naivem Optimismus
zu maßlosen Ängsten. Als Röntgen 18 95 die Entdeckung der neuen Art von Strahlung bekannt gab,
erhob sich innerhalb weniger Tage weltweit ein Sturm der Begeisterung. Jedermann begann,
Röntgenröhren zu bauen und sie ohne Gedanken an gesundheitliche Gefährdungen zu benutzen.
Es war charakteristisch für die Fortschrittsgläubigkeit des ausgehenden 19. Jahrhunderts, daß man in
Röntgens Entdeckung nicht die erste Erschütterung sah, die Jahre später zum Einsturz des
klassischen Weltbildes der Physik führen sollte. Stattdessen wurde Röntgenstrahlung nur als Symbol
ungeahnter technischer Möglicheiten gesehen und, mit ihrem medizinischen Einsatz, auch als
Symbol geheimnisvoller, positiver Kräfte. Diese Anschauung änderte sich nicht, als man bereits 1905
- 7 Jahre, bevor man überhaupt die Wcllennatur der Röntgenstrahlen erkannte - in Berlin gehäuft
auftretente Leukämien unter Radiologen beobachtete. Man sah das als eine bloße Folge exzessiver
und langandauernder Überexposition an.
Noch Jahrzehnte später mußte es zu schlimmen Tragödien des ungeschützten Umgangs mit
Röntgenstrahlung und Radionukliden kommen, bevor erste Warnungen laut wurden. Eine der
schlimmsten Tragödien war das Schicksal der Zifferblattmalerinncn, Hunderter von jungen Frauen,
die vor allem in den Vereinigten Staaten Uhren und auch Flugzeugarmaturen mit radiumhaltiger
Leuchtfarbe bemalten. Da sie im Akkord arbeiteten, spitzten sie die Pinsel auf die schnellste Weise,
nämlich mit dem Mund, und inkorporierten dabei große Aktivitäten des langlebigen Radiums-226.
Viele dieser Frauen gingen später an Knochentumoren zugrunde. Als ein junger Arzt, Harrison
Martland, von einem befreundeten Zahnarzt über die Kieferschäden der Zifferblattmalerinnen
erfuhr, publizierte er die Vermutung, daß es sich hier nicht um die Toxizität des Phosphors, sondern
um die Wirkungen ionisierender Strahlung handle. Als Reaktion erschien ein empörter Leserbrief, in
dem er der Scharlatanerie bezeichnet wurde, da man doch wisse, daß ionisierende Strahlen im
Prinzip zwar Gesundheitsschäden hervorrufen könnten, aber eben nur bei langdauernden
Überexpositionen. Was den Brief so bemerkenswert machte, ist die Tatsache, daß er von Madame
Curie kam, die wenige Jahre später selber ein Opfer der Leukämie wurde.
Andere Beispiele mit schlimmen Folgen sind zu nennen. Eines dieser Beispiele war die Verwendung
des Kontrastmittels Thorotrast zur Darstellung der Blutgefäße im Röntgenbild. Als α-Strahler führte
das Thorotrast noch Jahrzehnte später in den Patienten zu einer weit überhöhten Rate von
Lebertumoren. Ein weiteres Beispiel war die hochdosierte Injektion des kurzlebigen Radiums-224
in einer deutschen Klinik kurz nach dem Zweiten Weltkrieg zur Behandlung von Kindern, die an
Knochentuberkulose litten, und von Erwachsenen Morbus-Bechterew-Patienten. Fast 60 der
Patienten starben später an Knochentumoren.
48
Die schlicßliche Wandlung der Einstellung gegenüber den Risiken ionisierender Strahlen ergab sich
aber nicht aus den Warnungen durch den industriellen oder medizinischen Mißbrauch ionisierender
Strahlung. Sie wurde bewirkt durch den Abwurf der Atombomben auf Hiroshima und Nagasaki.
Diejenigen, die die Bomben einsetzten, dachten nicht an Gesundheitsschäden durch Strahlung,
sondern nur an die Wirkung von Hitze und Druck. Als jedoch in den frühen fünfziger Jahren das
gehäufte Auftreten von Leukämien unter den Atombomben-Überlebenden deutlich wurde, begann
man zu verstehen, daß ionisierende Strahlung durch ihre Wirkung auf einzelnen Moleküle der
Erbsubstanz einzelner Zellen somatische Mutationen auslöst, die Leukämie hervorrufen können.
Damit war das Dogma gefallen, daß es eine Schwellendosis geben müsse, unterhalb der
gesundheitliche Schäden auszuschließen sind. Man rechnete stattdessen damit, daß selbst einzelne
geladene Teilchen, mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit, Tumorerkrankungen auslösen
können. Aufgabe des Strahlenschutzes konnte es danach nicht mehr sein, alle Strahlenwirkungen
völlig auszuschalten. Stattdessen wurde es zum Ziel, Strahlenexpositionen in vernünftigem Maß zu
reduzieren und auch kleine Dosen möglichst zu vermeiden oder zu vermindern. Dies ist bis heuto
das Prinzip des Strahlenschutzes geblieben.
Gleichzeitig bewirkten die Atombomben die große Wende in der öffentlichen Einstellung zu
ionisierender Strahlung. Strahlung wandelte sich vom Symbol des Fortschrittes und vom Träger
positiver Kräfte zum Inbegriff der Bedrohung und des Verderbens. Die Ängste und Befürchtungen
mußten sich in den Jahren der atmosphärischen Kernwaffenversuche verstärken; sie verlagerten sich
auch auf die friedliche Nutzung der Kernenergie und haben sich bis heute nicht verringert. Als der
Reaktor in Tschernobyl in Brand geriet, war das nicht mehr die unerwartete technische Katastrophe,
sondern die Bewahrheitung oft beschworener Ängste. Wo früher Strahlenrisiken völlig mißachtet
wurden, werden sie nun weit über anderen vergleichbaren Risiken eingeschätzt.
Die kritische Haltung der Öffentlichkeit zum Problem der Risiken auch kleiner Strahlendosen und
die verschärften Dosisgrenzwerte im Strahlcnschutz, die sich aus den neuen Empfehlungen der ICRP
/ l / ergeben, machen ein quantitatives Verständnis der Strahlenrisiken wichtiger als bisher. Unter
diesem Gesichtspunkt soll im folgenden ein Überblick über die Neubewertung der Krcbsmortalität
der Atombomben-Überlebenden gegeben werden.
2. Grundlegende Beobachtungen zur Krebsmortalität in Hiroshima und Nagasaki.
Die epidemiologische Studie über das Schicksal der Atombomben-Überlebenden wurde an etwa
75 000 Personen , dem Life-Span-Study-Sample (LSS), durchgeführt. Zunächst benützte man nur sehr
ungefähre Dosisschätzungen; seit 1956 stützte man sich auf ein vorläufiges Dosimetriesystem, das im
Oak Ridge National Laboratory entwickelt wurde und als TD 65 (Tentative Dosimetry 1965)
bezeichnet wird. Nach diesem Dosimetriesystem spielten in Hiroshima neben den γ-Strahlcn auch
49
die schnellen Neutronen eine bedeutsame Rolle, während in Nagasaki der Beitrag der Neutronen zu
vernachlässigen war. Der Unterschied der Strahlenqualität ergab sich aus der Tatsache, daß die
Plutoniumbombe in Nagasaki von Tonnen konventionellen Sprengstoffes umgeben war, der als
Material niederer Ordnungszahl die Spaltneutronen abschirmte. Die Uranbombe in Hiroshima
dagegen war lediglich von einer massiven, die Neutronen nur wenig abschirmenden Metallhülse
umgeben.
In den ersten Auswertungen des LSS wurde die Anzahl der Krebstodesfalle pro Jahr bestimmt und
durch die Gesamtzahl der Personen dividiert. Von dieser beobachteten gesamten
Krebsmortalitätsrate wurde die spontane Rate, d.h. der entsprechende Quotient für nicht exponierte
Personen abgezogen. Die so bestimmte zusätzliche Krebsmortalitätsrate ist, auf die Dosis bezogen,
d.h. durch die mittlere Äquivalentdosis dividiert, in Abb.l dargestellt. Man kann die an der Ordinate
ω Τα ω :(5 £ — 10 Π3
ö «
3 ω
* ö JZ
ο
co D Ν
15
alle Leukämien
n 1 1 j r
alle Krebsarten ohne Leukämien ;
1945 1953 1961 1969 1977 1985
A b b . l . Durch die Strahlenexposition hervorgerufene Erhö
hung der Krebsmortalitätsrate im Kollektiv der Atombomben-
Überlebenden. Jeder Punkt entspricht den Daten aus 4 Beo
bachtungsjahren. Die interpolierenden Kurven dienen lediglich
der leichteren Lesbarkeit. Die Daten sind beeinflußt durch eine
sich zeitlich verändernde Altersverteilung der Atombomben-
Überlebenden und sind nicht unmittelbar mit Risikoschätzun
gen zu verknüpfen /3 / .
angegebenen Zahlen verstehen als zusätzliche Krebstodesfälle, die in dem betreffenden Jahr in einer
Gruppe von 10 000 mit 1 Sv exponierten Personen auftreten. Allerdings differenziert die Analyse in
dieser einfachen Form weder nach Alter, noch nach Geschlecht, noch nach Dosis und sie ist daher in
dieser Form nicht zur Abschätzung von Risikokoeffizienten geeignet. Sie zeigt jedoch die ganz
50
unterschiedlichen zeitlichen Verteilungen der strahleninduziertcn Leukämicfällc und der erst viel
später auftretenden soliden Tumoren. Die wesentliche Beobachtung ist, daß die zusätzlichen
Leukämien bereits wenige Jahre nach Strahlenexposition auftraten, zum Teil wohl schon bevor die
epidemiologische Studie begann. Die statistische Analyse zeigt, daß zu Beginn der fünfziger Jahre die
Rate der strahleninduziertcn Leukämien in dem LSS die spontane Rate übertraf. Später näherten sich
die Leukämieraten wieder der spontanen Inzidcnz. Bis 1985 werden von insgesamt aufgetretenen
etwa 300 Leukämien etwa 75 - im Einzelfall nicht aufweisbar, aber statistisch in der Gesamtzahl
erschlossen - der Strahlenexposition zugeordnet.
Ganz gegensätzlich zum zeitlichen Verlauf bei Leukämien war die Abhängigkeit der Exzessrate für
die soliden Tumoren. Erst 10 Jahre nach der Exposition deuteten sich erste, noch unsichere
dosisabhängige Erhöhungen an, erst sehr viel später wurden sie signifikant. Später fand man parallel
zu den mit dem Alter der Atombomben-Überlebenden erhöhten Spontaninzidenzen auch wachsende
Erhöhungen der mit der Dosis korrelierten zusätzlichen Krebstodesfälle. Insgesamt, und im
Gegensatz zur Leukämie, machen die der Strahlung zugeschriebenen Fälle jedoch weniger als 5%
aller Krebstodesfälle in dem LSS aus. Von insgesamt etwa 7 000 Krebstodesfallen werden etwa 300
der Strahlung zugeschrieben.
Genauere Ergebnisse erhält man durch eine detailierte Analyse, die nicht nur die Dosis und die Zeit
nach Bestrahlung berücksichtigt, sondern auch das Alter bei Bestrahlung und das Geschlecht.
Dadurch lassen sich die wesentlichen Ergebnisse der epidemiologischen Studie in verhältnismäßig
einfachen Modellen darstellen. Abb.2 erläutert schematisch den Unterschied zwischen dem Modell
des relativen Risikos (relative risk model), das für die meisten soliden Tumoren zu gelten scheint,
und dem Modell des absoluten Risikos (absolute risk model), das sich auf Leukämien bezieht. Im
Modell des relativen Risikos (im oberen Teil des Diagrammes) wird angenommen, daß eine
einmalige Bestrahlung, nach einer gewissen Latcnzperiode von etwa 5 bis 10 Jahren, die spontan und
mit dem Alter ansteigenden Tumorraten um einen gewissen Faktor erhöht, der von der Dosis
abhängig ist. Die Krebssterblichkeit der Überlebenden von Hiroshima und Nagasaki ist, von der
Leukämie abgesehen, für alle Tumorerkrankungen mit einem solchen Modell ungefähr vereinbar. Es
wurde daher den statistischen Untersuchungen zugrunde gelegt, und blieb auch die Basis der
Risikoschätzungen, die ICRP den neuen Empfehlungen zugrunde legt. Es ist jedoch ungewiß, ob die
strahleninduziertcn Erhöhungen der Mortalitätsraten auch in Zukunft für die in jungem Alter
Bestrahlten noch persistieren und entsprechend den altersbcdingtcn Zunahme der spontanen
Mortalitätsraten zunehmen werden. In Abschnitt 4 werden das relative Risikomodcll und seine
zugehörigen Risikoprojektion kritisch bewertet.
51
Abb.2. Diagramm der Krebsmortalität nach dem Modell des relativen (oben) und des absoluten Risikos (unten). Die durchgezogenen Kurven entsprechen der spontanen altersspezifischen Krebsmortalität der männlichen Bevölkerung der USA. Die Erhöhungen durch die angegebenen Dosen entsprechen ungefähr den neuen Risikoabschätzungen, allerdings ohne die Annahme eines Reduktionsfaktors, bei der Extrapolation zu kleinen Dosen. Der Pfeil markiert das Alter bei Strahlenexposition.
Im unteren Diagramm der Abb.2 ist der Verlauf angedeutet, der dem Modell des absoluten Risikos
entspricht, wie es für Leukämien erschlossen wurde. Auch für Leukämien steigt die spontane
Häufigkeit erst im Alter. Nach Strahlenexposition jedoch tritt bereits innerhalb weniger Jahre eine
ausgeprägte, jedoch zeitlich begrenzte Welle zusätzlicher Erkrankungen auf.
52
3. Zur Dosisabhängigkeit der Exzeßraten.
Die früheren Untersuchungen:
Betrachtet man nur die Überlebenden aus Hiroshima und Nagasaki mit einer Dosis von weniger als
0,5 Sv - und die meisten Personen in dem LSS haben Dosen, die weit kleiner als 0,5 Sv sind - so erhält
man keine oder nur gering signifikante Hinweise auf strahleninduzierte Erhöhungen der
Tumorraten. Die Erkenntnisse aus der epidemiologischen Studie stützen sich also vorwiegend auf
die wenigen Tausend Personen, die höheren Dosen ausgesetzt waren. Gesicherte Aussagen über die
Wirkung kleiner Dosen sind daher nicht möglich. Da jedoch die Prinzipien des Strahlenschutzes
schon früh auf die vorsichtige Annahme gegründet wurden, daß cs für stochastische Schäden keine
Dosisschwellc gebe, versuchte man bereits in den siebziger Jahren, durch Extrapolation
Risikokoeffizienten bei niedrigen Dosen abzuschätzen /4 / .
Die damalige Analyse bediente sich des alten Dosimetriesystems TD65 und ergab für Nagasaki nicht-
lineare, fast schwellenartige Dosisabhängigkeiten, während die entsprechenden Abhängigkeiten für
Hiroshima eher linear waren. Man verstand das als Ausdruck der Tatsache, daß man es in Nagasaki
fast nur mit γ-Strahlung zu tun hatte, die bei kleinen Dosen weit weniger wirksam ist als bei hohen
Dosen, daß dagegen in Hiroshima der Einfluß der dicht ionisierenden Neutronenstrahlung
vorherrschte, die bereits bei kleinen Dosen sehr wirksam ist /5 / . Dieser charakteristische, aus
strahlcnbiologischen Untersuchungen vertraute Unterschied war die Rechtfertigung dafür, bei der
Ableitung der Risikokoeffizienten für kleine Dosen von γ-Strahlung einen Reduktionsfaktor
anzunehmen.
Kurz nach Veröffentlichung der Risikoschätzungen durch ICRP wurden die ersten Zweifel an der
Gültigkeit des alten Dosimetriesystems laut. Neue Erkenntnisse aus strahlenbiologischen
Experimenten deuteten auf sehr hohe Werte der relativen biologischen Wirksamkeit von Neutronen
bei kleinen Dosen /6,7/. Die dadurch ausgelöste Diskussion um höhere Qualitätsfaktorcn für dicht
ionisierende Strahlung /8 / führte zu einer kritischen Überprüfung des Einflusses der Neutronen in
Hiroshima. Neue Transportrechnungen zeigten, daß im Dosimelricsystcm TD65 ein zu hartes
Neutronenspektrum angenommen worden war, daß der Einfluß der Luftfeuchtigkeit ungenügend
berücksichtigt war, und daß insgesamt die Neutronendosen in Hiroshima überschätzt wurden. Die
Revision der Α tombombend osimetric erforderte nahezu ein Jahrzehnt. Im Jahre 1986 wurde sie
abgeschlossen.
Ergebnisse nach der Dosisrevision:
Das neue Dosimetricsystem (DS86) bestätigt die Annahme, daß die Neutronendosen in Hiroshima
überschätzt worden waren /9 / . Die Berechnungen ergeben nun selbst für Hiroshima geringe
53
Beiträge der Neutronendosis.
Da der überwiegende Teil der Strahlcncffckte, der vorher den Neutronen zugeschrieben worden
war, jetzt der Wirkung der γ-Strahlung zugerechnet wird, war von vornherein zu erwarten, daß die
Risikoschätzungen für γ-Strahlung sich erhöhen müßten. Ganz zutreffend war diese Überlegung
jedoch nicht, da sich bei der Neuberechnung zwar verringerte Neutronendosen, aber andererseits
erhöhte Dosen von γ-Strahlung ergaben. Nach der revidierten Dosimetrie ist also ein größerer Teil
der zusätzlichen Krebstodesfälle der γ-Strahlung zuzurechnen, dafür sind aber auch die errechneten
Dosen höher. Selbst bei der Dosimetrie der γ-Strahlung kam es zu komplizierten gegenläufigen
Veränderungen. Insbesondere ergaben genauere Rechnungen eine stärker abschirmende Wirkung
der Häuser als früher angenommen. Andererseits fand man eine deutlich höhere Transparenz des
Körpers, d.h. weniger Abschirmung der tiefer liegenden Organe durch den eigenen Körper.
Die Dosisrevision war Anlaß für eine de novo Analyse aller bisher gewonnenen Daten über die
Krebsmortalität in Hiroshima und Nagasaki. Die Analyse wurde mit verbesserten statistischen
Methoden durchgeführt und ihre Resultate sind in einer Reihe wichtiger Berichte der Radiation
Effects Research Foundation in Hiroshima (RERF) dokumentiert /10,12/. Ohne auf Details und
organspezifische Resultate einzugehen, seien hier die wesentlichen Resultate angegeben.
Für die gesamte Krebsmortalität ohne die Leukämien wurde das Modell des relativen Risikos
benützt (s.Abb.2). Die Berechnungen basierten also auf dem Postulat, daß die Tumorinzidenzen, und
damit auch die Mortalitätsraten, nach Bestrahlung zunächst für eine gewisse Latenzzeit von 5 oder
10 Jahren unverändert bleiben, dann aber in einem konstanten Verhältnis zu den altersspezifischen
Raten ansteigen. Der Faktor der proportionalen Erhöhung hängt von der Dosis, vom Geschlecht und
in dem gewählten Modell auch vom Alter bei Bestrahlung ab. Daß die Faktoren der proportionalen
Erhöhung bis ins hohe Alter persistieren, ist im Einklang mit den Beobachtungen für die als
Erwachsene Bestrahlten. Bei den im Kindesalter oder im jugendlichen Alter Bestrahlten dagegen
deutet sich in den Beobachtungen eine Verringerung der Faktoren mit zunehmender Zeit nach
Bestrahlung an. Dieser Widerspruch zum Modell des relativen Risikos wird im nächsten Abschnitt
erörtert.
Die Faktoren, um die sich die spontanen Mortalitätsraten erhöhen, sind - wie oben erläutert - eine
Funktion der Dosis. Sie hängen jedoch auch vom Alter ab, und generell ergibt sich ein deutlicher
Trend erhöhter Empfindlichkeit bei Bestrahlung in jüngerem Alter.
54
τ ι 1 : Γ
0 1 2 3 4 5
Dosis (Gy)
Skalicrungsfaklorcn
Alter bei Bestrahlung <20 20-35 >35
Frauen 2,16 1,29 0,71 Männer 0,97 0,58 0,32
Abb.3. Dosisabhängigkeit des relativen und des absoluten Risikos der Krebssterblichkeit (ohne Leukämien) nach den neuen Analysen von RERF. Zum Vergleich sind die früheren Risikoabschätzungen von ICRP mit und ohne Rcduktionsfaklor angegeben. Die ICRP-Schätzungen basieren auf den Datcih bis zum Jahr 1975. Die Ergebnisse von RERF beziehen sich auf das gesamte Kollektiv der Atombomben-Überlebenden bis zum Jahr 1985. Skalierungsfaktorcn für verschiedene Altersgruppen sind in der Tabelle angegeben.
Das wesentliche Resultat ist durch die obere Kurve in Abb.3 dargestellt. Diese Kurve zeigt die
relativen Raten, d.h. die proportionalen Erhöhungen der Krebssterblichkeit für 6 Dosisgruppen. Da
diese Daten alle Altersstufen und beide Geschlechter repräsentieren, sind in der beigefügten Tabelle
zusätzliche Skalierungsfaktorcn angegeben. Es fällt auf, daß die Faktoren für Frauen diejenigen für
Männer um mehr als den Faktor 2 übertreffen. Dies bedeutet jedoch nicht, daß Frauen in gleichen
Zeiträumen nach Bestrahlung mehr zusätzliche Krebserkrankungen als Männer erleiden. Bei Frauen
ist die altersspezifische Inzidenz spontaner Krebserkrankungen in fortgeschrittenem Aller nur etwa
55
halb so hoch wie bei Männern. Insgesamt führt eine Bestrahlung bei beiden Geschlechtern daher
ungefähr zu gleichen absoluten Erhöhungen der Krebsraten. Andererseits ergeben sich bei
Summation über die gesamte Lebenszeit für Frauen dennoch mehr induzierte Krcbstodesfälle, da
Frauen wegen ihrer deutlich höheren Lebenserwartung dem Risiko, an Krebs zu erkranken, länger
ausgesetzt sind.
Im Bereich der Dosen von mehr als 4 Gy, bei denen nur wenige überlebten, haben die errechneten
Werte des relativen Risikos keine Bedeutung. Bei den hohen geschätzten Dosen muß eine starke
Verfälschung dadurch auftreten, daß diejenigen mit höherer Wahrscheinlichkeit überlebten, deren
tatsächliche Dosen geringer waren als aus ihrer Lokalisation während der Bombenexplosion
geschätzt wird. Bedeutsam ist daher der Anfangsteil der errechneten Kurve. Dieser Anfangsteil
entspricht einer Erhöhung der Krebsmortalität um etwa die Hälfte nach einer Dosis von 1 Gy
γ-Strahlung. Man spricht von einem relativen Risiko, das 1,5 beträgt, oder von einem relativen
Zusatzrisiko von 0,5.
Von Interesse ist die Übersetzung des relativen in absolutes Risiko. Das absolute Risiko kann
ausgedrückt werden durch die Erhöhung der Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu sterben. Da im
Durchschnitt der Bevölkerung Krebs für 20% aller Todesfälle verantwortlich ist - und dieser Wert
gibt etwa die heutigen Gegebenheiten in den Industriestaaten wieder - so entspricht das relative
Risiko von 1,5 durch 1 Gy einer Erhöhung auf 30%, d.h. das absolute Risiko für Krebsmortalität ist
0,1 pro Gy. Man spricht auch von einem Risikokoeffizienten von 0,1 /Gy.
Details zur Altersabhängigkcit des relativen und des absoluten Risikos werden im nächsten
Abschnitt behandelt. Hier sei lediglich erwähnt, daß ICRP sich auf den Risikokoeffizienten von etwa
0,1/Gy, als Mittelwert über beide Geschlechter und alle Altersstufen, stützt, jedoch zusätzlich einen
Reduktionsfaktor von 2 für die Extrapolation zu kleinen Dosen annimmt. Dieser Extrapolationsfaktor
basiert nicht auf den epidemiologischen Beobachtungen, sondern wird allein durch den Hinweis auf
tierexpcrimentclle Untersuchungen begründet.
Die Erhöhung der Risikofaktoren gegenüber früheren Schätzungen ist weniger durch die
Veränderungen der Dosimetrie bedingt, als durch die Tatsache, daß die neue Risikoschätzung die
seit 1975 aufgetretenen zusätzlichen Krcbstodesfälle und auch die Projektion in die Zukunft gemäß
dem Modell des relativen Risikos einschließt. Ein zweiter Gesichtspunkt ist, daß bei den früheren
Analysen die Dosisabhängigkeit für γ-Strahlung sigmoid erschien und damit der angenommene
Reduktionsfaktor gerechtfertigt war, während er nunmehr hypothetisch ist.
56
0,06
0
• s * mit Reduktionsfaktor
0 1 2 3 4 5
Dosis (Gy) Skalierungsfaktoren
Alter bei Bestrahlung <20 20-35 >35 Frauen Männer
0,57 1,01
0,63 1,46
0,88 1,45
Abb.4. Dosisabhängigkeit des absoluten Risikos der Leukämiesterblichkeit nach den neuen Analysen von RERF. Zum Vergleich sind die früheren Risikoabschätzungen von ICRP mit und ohne Reduktionsfaktor angegeben. Die ICRP-Schätzungen basieren auf den Daten bis zum Jahr 1975. Die Ergebnisse von RERF beziehen sich auf das gesamte Kollektiv der Atombomben-Überlebenden bis zum Jahr 1985. Skalierungsfaktoren für verschiedene Altersgruppen sind in der Tabelle angegeben.
Auch für die Leukämien wurden neue Resultate erhalten. Die Situation ist hier einfacher, da seit 1975
nur wenige zusätzliche, der Bestrahlung zuzurechnende Fälle aufgetreten sind. Dennoch ergibt sich
auch bezüglich der Leukämien eine Erhöhung der Risikoschätzungen um etwa den Faktor 2 (Abb.4).
Dieser Faktor ist durch die Dosisrevision begründet. Wegen der verhältnismäßig oberflächennahen
Verteilung des Knochenmarks im Körper, spielt für dieses Organ die höhere Transparenz des
Körpers nach dem neuen Dosimetriesystem keine besondere Rolle. Es fehlt damit die gegenläufige
Veränderung zu der im DS-86 errechneten erhöhten Abschirmung durch Häuser.
Die geschätzten Knochenmarkdosen sind daher geringer als sie es nach dem früheren
Dosimetriesystem waren; entsprechend höher sind die Risikoschätzungen. Insgesamt hat sich der
relative Beitrag der Leukämicmortalität im Vergleich zur gesamten Krebsmortalität nach den neuen
Risikoschätzungen verringert. Die Leukämien tragen zwar nach den in die Zukunft extrapolierten
Schätzungen nur etwa 10% zur strahleninduzierten Krebsmortalität bei, sind jedoch stärker zu
bewerten, da sie früher nach Bestrahlung auftreten und daher einen größeren Verlust an
Lebenserwartung bedingen.
4. Ein verbessertes Modell zur Risikoprojektion.
Die Erörterungen des Risikos für Krcbsmor tali tat ohne Leukämien in den neuen Empfehlungen von
57
ICRP sind unbefriedigend. Sie stützen sich auf den Vergleich des Modells des relativen Risikos mit
dem einfachsten absoluten Risikomodell, das eine nach einer gewissen Latenzzeit konstante absolute
Exzeßrate postuliert. Dieses letztere Modell ist jedoch unvereinbar mit den beobachteten Daten. Die
Risikoschätzungen, die von ICRP für das absolute Risikomodell angegeben werden, sind andererseits
unrealistisch hoch /13/. Der Vergleich des Modells des relativen Risikos mit einem ungeeigneten
Modell führt zu keiner gültigen Aussage. Es ist stattdessen notwendig, nach anderen, sinnvollen
Modellen zu fragen.
Im Modell des relativen Risikos, wie es in Abb.2 angedeutet ist, hängen die relativen Raten von der
Dosis und vom Alter bei Strahlenexposition ab. Die Daten für die in jungem Alter Bestrahlten zeigen
jedoch eine Abnahme der Proportionalitätsfaktoren mit zunehmender Zeit nach Bestrahlung. Ein
modifiziertes Modell des relativen Risikos, bei dem die relativen Raten nicht vom Alter bei
Bestrahlung, sondern vom erreichten Alter abhängen entspricht den Beobachtungen besser. Ein
solches Modell wurde bereits früher für die Analyse der Lungenkrebshäufigkeit bei Uranbergleuten
benutzt/14/.
K R E B S M O R T A L I T Ä T O H N E L E U K Ä M I E N F R A U E N 0.020 "
0.015 -
0.010 -
A L T E R
Abb.5. Die altersspezifischen Krebsmortalitätsraten (ausgezogene Linien) und die erhöhten Raten nach einer Ganzkörperdosis von lGy im Alter von 5 und von 35 Jahren. Die Abhängigkeiten ergeben sich als maximum-likelihood Anpassung an die Daten (ohne Leukämien) aus Hiroshima und Nagasaki bis 1985. Das obere Diagramm zeigt das Resultat für die übliche Form des relativen Risikomodclls, in dem die Faktoren der proportionalen Erhöhung der Krebsraten vom Alter bei Bestrahlung abhängen. Die untere Darstellung ergibt sich aus dem modifizierten Modell, in dem die Erhöhungen der altersspezifischen Raten vom jeweils erreichten Alter abhängen /13/. Das modifizierte Modell entspricht den Beobachtungen besser, da die absoluten Exzessraten zwar mit der Zeit nach Bestrahlung zunehmen, die relativen Raten jedoch abnehmen.
58
Das Ergebnis ist durch die Diagramme in Abb.5 angedeutet /13/. Am Beispiel der weiblichen
Atombomben-Überlebenden ist das konventionelle Modell des relativen Risikos dem modifizierten
Modell gegenübergestellt. Für Strahlenexpositionen im Alter von 5 und von 35 Jahren sind die mit
der maximum-likelihood Methode errechneten Exzeßraten über den alterspezifischen normalen
Raten dargestellt. Für das konventionelle Modell ergeben sich zwei unterschiedliche Verläufe und
ausgeprägte Zunahmen des absoluten Risikos für die Zeit nach Bestrahlung. Für das modifizierte
Modell ergibt sich nur eine einzige Abhängigkeit - die allerdings nur nach einer auf die Exposition
folgenden Latenzzeit von 10 Jahren zutrifft. Auch in diesem Modell steigen die absoluten Raten nach
Bestrahlung, die Erhöhungen sind aber weniger ausgeprägt. Im Gegensatz zum konventionellen
Modell, nehmen die relativen Raten in den Jahren nach der Strahlcnexposition ab, und dies
entspricht den Beobachtungen für die in jungem Alter exponierten Atombomben-Überlebenden.
Aus den errechneten Abhängigkeiten lassen sich die über die Lebenszeit integrierten Risiken der
Krebsmortalität (ohne Leukämien) in Abhängigkeit von Alter und Geschlecht errechnen. Die
Resultate sind in Abb.6 dargestellt. Man erkennt, daß sich für höheres Alter bei Bestrahlung die
errechneten Risiken in den beiden Modellen nicht unterscheiden. Man erhält andererseits
HIROSCHJMA UND NAGASAKI LEBENSZEITRISIKO
ALTER BEI BESTRAHLUNG
Abb.6. Das errechnete Lebenszeitrisiko für Krcbsslerblichkeit (ohne Leukämien) nach dem konventionellen Modell des relativen Risikos (gestrichelte Linien) und nach dem modifizierten Modell.
59
beträchtliche Unterschiede für Expositionen in jüngerem Alter. Der bisher angenommene,
hypothetische Anstieg des Gesamtrisikos mit sich verringerndem Alter bei Bestrahlung wird durch
das modifizierte Modell nicht vorausgesagt. Stattdessen erhält man bis zu einem Alter von etwa 40
Jahren bei Bestrahlung nahezu dasselbe Gesamtrisiko. Beide Modelle erreichen für die Gesamtheit
der bisherigen Beobachtungen etwa die gleiche Güte der Anpassung, jedoch gibt nur das
modifizierte Modell den Trend abnehmender Proportionalitätsfaktoren der in jungem Alter
Bestrahlten wieder.
Die Übereinstimmung zweier so unterschiedlicher Modelle mit denselben beobachteten Daten mag
überraschen. Sie erklärt sich dadurch, daß der Unterschied allein die Projektion in die Zukunft und
HIROSCHIMA UND NAGASAKI RISIKO BIS 1985
0.25I ~ 1 ' '
o.oo ι ι • I 0 20 40 60
ALTER BEI BESTRAHLUNG
Abb.7. Die der Abbildung 6 entsprechenden Abhängigkeiten bei Beschränkung des Integrationszeitraumes auf die Zeit bis 1985. Die Punkte und die Standartabweichungen geben mod eil frei gerechnete Exzessrisiken für diesen Zeitraum wieder /13/.
nicht den Zeitraum der bisherigen Beobachtungen betrifft. Dies ist in der Abb.7 dargestellt. Diese
Abbildung gibt die errechneten integrierten Risiken für den Beobachtungszeitraum bis 1985 wieder.
Dabei ergeben sich etwa die gleichen Abhängigkeiten für beide Modelle. Auch die modellfrei
errechneten Exzeßrisiken, die durch Punkte und ihre Standartabweichungen dargestellt sind,
stimmen mit den von den Modellen abgeleiteten Abhängigkeiten überein. Die bemerkenswerte
Folgerung aus der Abbildung ist, daß bisher für die im kindlichen und jugendlichen Alter bestrahlten
Atombomben-Überlebenden nur ein geringer Teil des zu erwartenden Risikos verwirklicht wurde.
Die zweite Folgerung ist, daß das übliche, auch den neuen Empfehlungen der ICRP zugrunde
60
liegende Modell in seiner Extrapolation in die Zukunft ganz hypothetisch ist. Das dem Trend der
bisherigen Daten besser entsprechende modifizierte Modell führt zu geringeren Schätzungen. Dies
läßt die Risikoschätzungen der ICRP als konservativer erscheinen als man früher annahm. Gibt man
den hypothetischen und häufig kritisierten Reduktionsfaktor der ICRP auf, so kommt man mit dem
modizifierten Extrapolationsmodell trotzdem zu denselben Risikoschätzungen.
5. Schlußfolgerung
Der hier gegebene Überblick bezieht sich auf einige wesentliche Aspekte der Beobachtungen an den
Atombomben-Überlebenden von Hiroshima und Nagasaki. Diese Beobachtungen sind das Resultat
der größten epidemiologischen Studie, die jemals durchgeführt wurde. Die noch offenen Fragen
zeigen, wie wichtig die Forsetzung dieser Studie sein wird.
Die neuen Risikoschätzungen sind deutlich höher als frühere Annahmen, die sich auf die
Beobachtungen bis zum Jahre 1975 stützten und keine Extrapolation in die Zukunft benutzten.
Jedoch führt das übliche Modell des relativen Risikos möglicherweise zu stark überhöhter
Extrapolation in die Zukunft. Das modifizierte Modell des relativen Risikos ergibt altcrsgcmittclt -
auch ohne die Annahme eines Reduktionsfaktors für kleine Dosen - Risikokoeffizienten von 0.04 /Gy
und 0.05/Gy für Krcbsstcrblichkcit (außer Leukämien) bei Männern und Frauen.
Die japanischen Daten sind zwar die wichtigste Basis unseres Wissens über die Dosis- und
Altcrsabhängigkcit strahleninduzicrter Malignomc, sie müssen aber verglichen werden mit den
Resultaten, die sich aus der Analyse anderer, Kollektive bestrahlter Personen ergeben. Die jüngste
Analyse eines Kommittees der US-Academy of Science gibt dazu einen besonders geeigneten
Überblick /5 / .
Die numerische Analyse der Strahlenrisikcn und die versuchte Extrapolation zu kleinen Dosen ist
auch in den Zusammenhang des Vergleiches mit anderen Risiken und insbesondere mit den Risiken
chemischer Kanzerogene zu stellen. In dieser Aufgabe werden die Methoden und Modelle, die heute
zur Analyse des Strahlenrisikos angewandt werden, eine weit breitere Anwendung finden.
61
Literatur
/ l / ICRP-60,1991 Annals of ICRP, ICRP Publication 60.1990 Recommendations of the
International Commission on Radiological Protection.
HI Auxier, J.A., Cheka, J.S., Haywood, F.F., Jones, T.D., Thorngate, J.H. (1966). Free-field
radiation-dose distributions from the Hiroshima and Nagasaki bombings. Health Physics 12:
425-429
/3 / Sinclair, W.K. (1987). Risk, research, and radiation protection, Radiat.Res.112:191.
/4 / Annals of the ICRP (1977). Publication 26. Recommendations of the International Commission
on Radiological Protection. Pcrgamon Press, Oxford
/5/ Rossi, H.H. , Kellerer, A . M . (1974). Tine validity of risk estimates of leukemia incidence based
on Japanese data. Radiat.Rcs.58:131-140
/6 / Kellerer, A.M., Rossi, H .H. (1972) The theory of dual radiation action. Curr.Top.Radiat.Rcs.Q.
8:85-158
fl'/ Shellabarger, C.J., Chemelevsky, D., Kellerer, A.M. (1980) Induction of mammary neoplasms in
the Sprague-Dawlcy rat by 430 keV neutrons and X-rays. J.Natl.Cancer Inst.64: 821-833
/8/ Rossi, H.H. , Mays, C.W. (1978). Leukemia risk from neutrons. Health Phys.34:353-360
/9 / US-Japan joint reassessment of atomic bomb radiation dosimetry in Hiroshima and Nagasaki.
Final Report, Vol.1. Roesch WE (Ed.). Radiation Effects Research Foundation, Hiroshima
/10/ Preston, D.L., Pierce, D.A. (1988). The effect of changes in dosimetry on cancer mortality risk
estimates in the atomic bomb survivors. Radiat.Res.114:437-466
/ l l / Shimizu, Y., Kato, H. , Schull, W.J. (1988). Life span study report 11, part 1. Cancer mortality in
the years 1950-1985 based on the recently revised doses (DS86). Technical Report, RERF TR.
Radiation Effects Research Foundation, Hiroshima: 5-88
/12/ Shimizu, Y, Kato, H. , Schull, W.J., Preston, D.L., Fujita, S., Pierce, D.A. (1989). Studies of the
mortality of A-Bomb-survivors 9. Mortality, 1950-1985: part 1. Comparison of risk coefficients
of site-specific cancer mortality based on the DS86 and T65DR shielded kcrma and organ
doses. Radiat.Res.il8:502-524
/13/ Kellerer, A.M., Barclay, D. (1991). Risk Projections Under Two Multiplicative Models for
Cancer Mortality Among the Atomic Bomb Survivors (in Vorbereitung)
/14/ National Research Council, Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiations (BEIR
IV) , 1988. Health Risks of Radon and Other Internally Deposited Alpha Emitters. Washington:
National Academy Press.
/15/ National Research Council, Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiations (BEIR
V) , 1988. Health Effects of Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation. Washington:
National Academy Press.
62